DE3235145A1 - Valve arrangement for supplying a pressure medium to a chamber containing a thermoplastic material - Google Patents

Valve arrangement for supplying a pressure medium to a chamber containing a thermoplastic material

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Abstract

In a valve arrangement for supplying a pressure medium to a chamber containing a thermoplastic material, comprising a valve housing having an inlet connection for a pressure medium line (60) and an outlet connection (16) for a connection to the chamber (24), the inlet connection and the outlet connection (16) are connected to each other by a pressure medium channel (22) passing freely through, the end section (26) of which, lying in the region of the outlet connection (16), is widened in the form of a funnel, it being possible to cool at least the section of the wall surrounding the pressure medium channel (22, 26) lying close to the outlet connection (16). <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Ventilanordnung zur Zu-The invention relates to a valve arrangement for supply

fuhr eines Druckmittels zu einer eine thermoplastische Masse enthaltenden Kammer, umfassend ein Ventilgehäuse mit einem Eintrittsanschluß für eine Druckmittelleitung und einem Austrittsanschluß für eine Verbindung mit der Kammer.drove a pressure medium to a containing a thermoplastic mass Chamber comprising a valve housing with an inlet connection for a pressure medium line and an exit port for communication with the chamber.

Die Erfindung befaßt sich insbesondere mit einer Ventilanordnung der vorstehend genannten Art zum Einführen eines Treibmittels in einen beheizten Extruderzylinder. Dabei besteht bei herkömmlichen Ventilanordnungen mit beweglichen Ventilelementen das Problem, daß die thermoplastische Masse die beweglichen Ventilelemente verklebt, so daß das Ventil unter Umständen nicht mehr funktionsfähig ist sondern erst mühsam gereinigt werden muß.The invention is particularly concerned with a valve assembly of aforementioned type for introducing a blowing agent into a heated extruder barrel. In the case of conventional valve assemblies, there is a movable valve element the problem that the thermoplastic mass glues the movable valve elements, so that the valve may no longer be functional, but rather cumbersome needs to be cleaned.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ventilanordnung der eingangs genannten Art anzugeben, bei der ein Zubacken oder ein Zukleben des Ventils durch die thermoplastische Masse zuverlässig verhindert wird.The invention is based on the object of providing a valve assembly of Specify the type mentioned at the beginning, in which a baking or a sticking of the valve is reliably prevented by the thermoplastic mass.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß derEintrittsanschluß und der Austrittsanschluß durch einen frei durchgehenden Druckmittelkanal miteinander verbunden sind, dessen im Bereich des Austrittsanschlusses liegender Endabschnitt zum Austrittsende hin trichterförmig erweitert ist, und daß mindestens der nahe dem Austrittsanschluß liegende Abschnitt der den Druckmittelkanal umgebenden Wand kühlbar ist.This object is achieved according to the invention in that the inlet connection and the outlet connection to one another through a freely continuous pressure medium channel are connected, the end portion lying in the area of the outlet connection is widened in a funnel shape towards the outlet end, and that at least the near the outlet connection lying section of the wall surrounding the pressure medium channel is coolable.

Das Verschließen des Ventiles erfolgt in der Weise, daß die beim Abschalten der Druckmittelzufuhr in den trichterförmigen Endabschnitt des Druckmittelkanals eindringende thermoplastische Masse durch die Kühlung erstarrt und in dem trichterförmigen Abschnitt einen Verschlußstopfen bildet, der ein weiteres Eindringen thermoplastischen Materiales in den Druckmittelkanal verhindert. Wird die Druckmittelzufuhr wieder eingeschaltet, wobei der Druck des Druckmittels notwendigerweise über dem Innendruck der Kammer liegt, so wird der erstarrte Verschlußstopfen zwangsweise von den trichterförmigen Wänden abgehoben und in die beheizte Kammer gedrückt,. worauf die Austrittsöffnung des Druckmittelkanals sofort wieder frei ist. Durch diese Lösung ist es auf einfachste Weise möglich, ohne irgendwelche beweglichen Elemente eine Art Rückschlagventil zu schaffen, bei dem die thermoplastische Masse selbst einen zuverlässigen Abschluß gewährleistet.The valve is closed in such a way that the shutdown occurs the pressure medium supply into the funnel-shaped end section of the pressure medium channel penetrating thermoplastic mass solidified by the cooling and in the funnel-shaped Section forms a sealing plug, which further penetration thermoplastic Prevents material in the pressure medium channel. Will the pressure medium supply again switched on, the pressure of the pressure medium necessarily above the internal pressure the chamber is, so the solidified stopper is inevitably from the funnel-shaped Walls lifted off and pressed into the heated chamber. whereupon the outlet opening of the pressure medium channel is immediately free again. This solution makes it the simplest Way possible, without any moving elements, a kind of check valve to create, in which the thermoplastic mass itself a reliable conclusion guaranteed.

Aus fertigungstechnischen Gründen ist der trichterförmige Endabschnitt vorzugsweise konisch ausgebildet. Die Kühlung der in den trichterförmigen Endabschnitt eindringenden thermoplastischen Masse erfolgt: bei einer bevorzugten Ausführungsform in der Weise, daß der kühlbare Wandabschnitt von einer einen Kühlmitteleinlaß und einen Kühlmittelauslaß aufweisenden Kühlkammer umgeben ist. Die Kühlung kann beispielsweise durch Wasser erfolgen, das durch die Kühlkammer hindurchgeleitet wird.For manufacturing reasons, the funnel-shaped end section preferably conical. The cooling of the funnel-shaped end section penetrating thermoplastic mass takes place: in a preferred embodiment in such a way that the coolable wall portion of a coolant inlet and a cooling chamber having a coolant outlet is surrounded. The cooling can for example be done by water that is passed through the cooling chamber.

Gemäß einer fertigungstechnisch sehr einfachen Lösung wird vorgeschlagen, daß das Ventilgehäuse einen mit der Kammerwand verbindbaren Gehäusefuß mit einem den Druckmittelkanal enthaltenden zentralen Rohr und einen Gehäusedeckel umfaßt, der die in dem Gehäusefuß ausgebildete, das Rohr ringförmig umgebende Kühlkammer verschließt. Der Kühlmitteleinlaß und der Kühlmittelauslaß sind vorzugsweise in dem Gehäusedeckel ausgebildet, so daß der Gehäusefuß beispielsweise in den Mantel eines Extruderzylinders eingesetzt werden kann. Der Gehäusedeckel läßt sich an dem Gehäusefuß auf einfache Weise dadurch befestigen, daß der Gehäusedeckel eine zentrale Bohrung zum Durchtritt des Rohres aufweist, das an seinem freien Ende den Eintrittsanschluß für die Druckmittelleitung trägt und mit einem Außengewinde für eine den Gehäusedeckel gegen den Gehäusefuß spannende Mutter versehen ist.According to a very simple solution in terms of production technology, it is proposed that that the valve housing a with the chamber wall connectable housing foot with a central tube containing the pressure medium channel and a housing cover comprises, which formed in the housing foot, the tube annularly surrounding cooling chamber locks. The coolant inlet and the coolant outlet are preferably in the housing cover formed so that the housing foot, for example, in the jacket an extruder cylinder can be used. The housing cover can be attached to the Fasten the housing foot in a simple manner in that the housing cover has a central Has bore for the passage of the tube, which has the inlet connection at its free end for the pressure medium line and with an external thread for the housing cover against the housing base tensioning nut is provided.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung, welche in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen die Erfindung anhand eines Ausführuysheispilerlätrt. Es zeigen: Fig. 1 einen die Achse des Druckmittelkanales enthaltenden Schnitt durch eine erfindungsgemäße Ventilanordnung, die in die Wand eines nur schematisch angedeuteten Extruderzylinders eingesetzt ist und Fig. 2 einen Schnitt durch das Rohr des Ventilgehäuses senkrecht zur Achse des Druckmittelkanales entlang der Linie 11-11.Further features and advantages of the invention emerge from the following Description which, in conjunction with the accompanying drawings, illustrates the invention on the basis of an implementation sheet. 1 shows the axis of the pressure medium channel containing section through a valve assembly according to the invention, which is in the wall of an only schematically indicated extruder cylinder is used and FIG. 2 shows a Section through the tube of the valve housing perpendicular to the axis of the pressure medium channel along line 11-11.

In der Figur erkennt man eine allgemein mit 10 bezeichnete Ventilanordrlung, die in den Mantel 12 eines nur schematisch angedeuteten Extruderzyl inders eines Döppelschneckenextruders eingesetzt ist und zur Zufuhr L###eines Tre#biritteis, beispielsweise Frigen, zu der im Extruder verarbeiteten thermoplastischen Masse dient.One can be seen in the figure, denoted generally by 10 Valve arrangement, in the jacket 12 of an only schematically indicated Extruderzyl inders one Twin screw extruder is used and for supplying L ### a Tre # biritteis, for example Frigen, to the thermoplastic mass processed in the extruder serves.

Das Ventil ]0 umfaßt ein allgemein mit 14 bezeichnetes Fußteil, das aus fertigungstechnischen Gründen seinerseits aus zwei Teilen besteht, die miteinander verschweißt sind. Der erste Teil umfaßt einen zylindrischen Sockel 16, mit dem das Fußteil 14 ins eine zylindrische Bohrung 1.8 des Zylindermantels 12 des Doppelschneckenextruders eingesetzt ist. An den zylindrischen Sockel 16 schließt sich koaxial und einstückig mit ihm verbunden ein durahmesserkleineres Rohr 20 an. In dem Rohr 20 und dem Sockel 16 ist ein Kanal 22 zur Zufuhr des Druckmittels oder Treibmittels ausgebildet, dessen den Innenraum 24 des Extruderzylinders zugewandter Endabschnitt 26 sich zu diesem Innenraum 24 hin konisch erweitert.The valve] 0 comprises a foot part generally designated 14, which for manufacturing reasons in turn consists of two parts that are connected to each other are welded. The first part comprises a cylindrical base 16 with which the Foot part 14 into a cylindrical bore 1.8 of the cylinder jacket 12 of the twin screw extruder is used. The cylindrical base 16 closes coaxially and in one piece a pipe 20 of smaller diameter is connected to it. In the tube 20 and the base 16, a channel 22 is formed for supplying the pressure medium or propellant, its the interior 24 of the extruder cylinder facing end section 26 to this Interior 24 widened conically.

Der zwcite Teil des Fußteiles 14 umfaßt einen zylindrischen Rohrabschnitt 28, dessen Außendurchl.nesscr gleich dem Außendurchmesser des Sockels 15 und dessen Innendurchmesser größer als der Allßendu-chmesser des Rohres 20 ist. Der Rohrabschfnitt 28 ist an seinem einen Ende mit dem Sockel 16 verschweißt und ist an seinem anderen Ende mit einem Fefestigungsflansch 30 verbunden (Figur 2) der vier Bohrungen 32 zum Durchtritt von nicht dargestellten Befestigungsschrauben aufweist, mit deren Hilfe das Fußteil 14 an dem Zylindermantel 20 befestigbar ist. Wie man in der Figur 1 erkennt, wird durch die Differenz zw.ischen dem Außendurchmesser des Rohres 20 und defl Innendurchmesser des Rohrabschnittes 28 eine rinyförmige Kammer 34 gebildet, welche den sich an den Sockel 16 anschließenden Endabschnitt des Rohres 20 umgibt, so daß ein Teil des Druckmittelkanales 22 einschließlich eines Abschnittes des Austrittskonus 26 durch ein in die Kühlkammer 34 eingeführtes Kühlmittel gekühlt werden kann.The second part of the foot part 14 comprises a cylindrical tube section 28, the outer diameter of which is equal to the outer diameter of the base 15 and its The inner diameter is greater than the all-outer diameter of the pipe 20. The pipe section 28 is welded to the base 16 at one end and is at its other End connected to a fastening flange 30 (FIG. 2) of the four bores 32 has for the passage of fastening screws, not shown, with their Help the foot part 14 can be attached to the cylinder jacket 20. How to get in the Figure 1 recognizes, is determined by the difference between the outer diameter of the pipe 20 and the inner diameter of the pipe section 28, a ring-shaped chamber 34 is formed, which surrounds the end section of the tube 20 adjoining the base 16, so that a part of the pressure medium channel 22 including a portion of the outlet cone 26 can be cooled by a coolant introduced into the cooling chamber 34.

Die Kühl kammer 34 ist durch einen Deckel 36 verschlossen, der eine zylindrische Bohrung 38 zum Durchtritt des Rohres 20 aufweist, so c-llß er auf dieses aufgesteckt werden kann. Das Rohr 20 ist zum einem zu seinen freien Ende hinweisenden Endabsctnitt mit einem Außengewinde 40 versehen, so daß der Deckel 36 durch eine auf den Gewindeabschnitt des Rohres 20 aufgeschraubte Mutter 42 gegen den Flansch 30 des Fußteiles 14 gespannt werden kann und die Kühlkammer 34 verschließt. Die Abdichtung zwischen dem Deckel 36 und dem Befestigungsflansch 30 bzw. dem Rohr 20 erfolgt mit Hilfe von in Ringnuten 44 und 46 eingelegte Ringdichtungen 48 bzw. 50.The cooling chamber 34 is closed by a cover 36, the one has cylindrical bore 38 for the passage of the tube 20, so he c-llß on this can be attached. The tube 20 is on the one hand pointing to its free end End section provided with an external thread 40, so that the cover 36 by a nut 42 screwed onto the threaded portion of the tube 20 against the flange 30 of the foot part 14 can be stretched and the cooling chamber 34 closes. the Sealing between the cover 36 and the fastening flange 30 or the tube 20 takes place with the aid of ring seals 48 and 50, respectively, inserted in ring grooves 44 and 46.

In dem Deckel sind zwei Bohrungen ausgebildet, von denen in der Figur 1 nur eine, nämlich die Bohrung 52 dargestellt ist, die aus Gründen der Darstellung um 900 um die Achse des Druckmittelkanals 22 gedreht wurde. Tatsächlich liegt die Bohrung 52 und die mit ihr verbundene Kuhimittelzuleitung 54 sowie die entsprechende Bohrung für die Kühlmittelablußleitung 56 -bezogen auf die Blickrichtung in Figur i - vor.Two bores are formed in the cover, one of which is shown in the figure 1 only one, namely the bore 52 is shown, for the sake of illustration was rotated by 900 about the axis of the pressure medium channel 22. In fact, it lies Bore 52 and the cow agent supply line 54 connected to it, as well as the corresponding one Hole for the coolant discharge line 56 -related to the viewing direction in FIG i - before.

bzw. hinter dEm Rohr 20 (siehe Fig. 2).or behind the pipe 20 (see Fig. 2).

Auf das freie Ende des Rohres 20 ist eine Gewindemuffe 58 aufgeschraubt, die zum Anschluß einer Druckmittelleitung 60 dient.A threaded sleeve 58 is screwed onto the free end of the tube 20, which is used to connect a pressure medium line 60.

Im Betrieb des Extruders befindet sich in dem Extruderzylinder eine thermoplastische Masse beim Druck P1, die bei einer Temperatur T1 flüssig oder pastos und bei einer Temperatur T2 fest ist. Solange Treibmittel für den jeweiligen Extrusionsprozeß benötigt wird, wird durch die Leitung 60 flüssiges Treibmittel, beispielsweise Frigen mit einer Temperatur T3 und einem Druck P2 zugeführt, wobei der Druck P2 größer als der Druck Pl im Extruderzylinder ist. Wird nun die Treibmittelzufuhr durch die Leitung 60 abgeschaltet,so dringt thermoplastisches Material in den konischen Abschnitt 26 des Druckmittelkanals 22 ein. Durch das die Kühlkammer 34 ständig durchströmende Kühlmittel, z.B. Wasser, dessen Temperatur unter der Erstarrungstemperatur T2 der thermoplastischen Masse liegt, wird mindestens der von der Kühlkammer 34 umschlossene Bereich der Wand des Druckmittelkanals 22 und seines konischen Abschnittes 26 ständig gekühlt.When the extruder is in operation, there is one in the extruder barrel thermoplastic mass at pressure P1, which is liquid or pasty at temperature T1 and is solid at a temperature T2. As long as blowing agent for the respective extrusion process is required, is through the line 60 liquid propellant, for example Frigen at a temperature T3 and a pressure P2, the pressure P2 being greater than the pressure Pl is in the extruder cylinder. If the propellant supply is now through the Line 60 is switched off, so thermoplastic material penetrates into the conical section 26 of the pressure medium channel 22. By the cooling chamber 34 flowing through continuously Coolant, e.g. water, the temperature of which is below the solidification temperature T2 the thermoplastic mass, at least that enclosed by the cooling chamber 34 is Area of the wall of the pressure medium channel 22 and its conical section 26 constantly chilled.

Dadurch erstarrt das eingedrungene thermoplastische Material noch innerhalb des konischen Abschnittes 26 des Druckmittelkanals 22, wobei in der Figur die Phasengrenze 62 zwischen flüssigem und festem Material schematisch angedeutet ist. Das erstarrte thermoplastische Material bildet dadurch einen kegelstumpfförmigen Pfropfen 64, der wie der Ventilkörper eines Rückschlagventiles wirkt und den Druck mittelkanal 22 der Ventilanordnung 10 verschließt.As a result, the thermoplastic material that has penetrated still solidifies within the conical section 26 of the pressure medium channel 22, wherein in the figure the phase boundary 62 between liquid and solid material indicated schematically is. The solidified thermoplastic material thereby forms a truncated cone Plug 64, which acts like the valve body of a check valve and the pressure central channel 22 of the valve arrangement 10 closes.

Wird wieder Treibmittel für den Extrusionsprozeß benötigt, so wird der Materialpfropfen 64 durch den Druck des Treibmittels in Richtung auf den Innenraum 24 bewegt, so daß der Druckmittelkanal 22 wieder frei ist.If blowing agent is needed again for the extrusion process, so is the material plug 64 by the pressure of the propellant in the direction of the Inner space 24 is moved so that the pressure medium channel 22 is free again.

Man erkennt, daß durch die vorstehend beschriebene Ventilanordnung auch ohne bewegliche Teile ein absolut sicherer Verschluß des Druckmittelkanals erreicht wIrd, der ohne irgendwelche Hilfsmittel allein durch den Druck des Treibmittels wieder geöffnet werden kann, wobei die Gefhar eines Zubackens oder Zuklebens des Ventils praktisch ausgeschlossen ist.It can be seen that the valve arrangement described above an absolutely secure closure of the pressure medium channel even without moving parts is achieved, without any auxiliary means, solely through the pressure of the propellant can be opened again, with the risk of the Valve is practically excluded.

Es ist zu betonen, daß die vorstehend beschriebene Ventilanordnung nicht auf eine Verwendung für die Zufuhr von Treibmittel zu einer zu extrudierenden thermoplastischen Masse beschränkt ist1 sondern in allen Fällen verwendet werden kann, wo die Zufuhr eines unter Druck stehenden Mediums zu einer thermoplastischen Masse zeitweilig unterbrechbar sein soll.It should be emphasized that the valve arrangement described above does not refer to a use for the supply of propellant to one to be extruded thermoplastic mass is limited1 but can be used in all cases can where the supply of a pressurized medium to a thermoplastic Mass should be temporarily interruptible.

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Claims (6)

Patentansprüche 1. Ventilanordnung zur Zufuhr eines Druckmittels zu einer eine thermoplastische Masse enthaltenden Kammer, umfassend ein Ventilgehäuse mit einem Eintrittsanschluß für eine Druckmittelleitung und einem Austrittsanschluß für eine Verbindung mit der Kammer, dadurch gekennzeichnet, daß der Eintrittsanschluß (58) und der Austrittsanschluß (16) durch einen frei durchgehenden Druckmittelkanal (22, 26) miteinander verbunden sind, dessen im Bereich des Austrittsanschlusses (16) liegender Endabschnitt (26) zum Austrittsende hin trichterförmig erweitert ist, und daß mindestens der nahe dem Austrittsanschluß (16) liegende Abschnitt der den Druckmittelkanal (22, 26) umgebenden Wand kühlbar ist. Claims 1. Valve arrangement for supplying a pressure medium to a chamber containing a thermoplastic composition, comprising a valve housing with an inlet connection for a pressure medium line and an outlet connection for connection to the chamber, characterized in that the inlet connection (58) and the outlet connection (16) through a freely continuous pressure medium channel (22, 26) are connected to one another, its in the area of the outlet connection (16) lying end section (26) widened in the shape of a funnel towards the outlet end is, and that at least the near the outlet connection (16) lying portion of the the wall surrounding the pressure medium channel (22, 26) can be cooled. 2. Ventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der trichterförmige Endabschnitt (26) konisch ausgebildet ist.2. Valve arrangement according to claim 1, characterized in that the funnel-shaped end portion (26) is conical. 3. Ventilanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der kühlbare Wandabschnitt von einer einen Kühlmitteleinlaß (54) und einen Kühlmittelauslaß (56) aufweisenden Kühlkammer (34) umgeben ist.3. Valve arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that that the coolable wall section has a coolant inlet (54) and a coolant outlet (56) having cooling chamber (34) is surrounded. 4. Ventilanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, (aß das Ventilgehäuse einen mit der Kammerwand (12) verbindbaren Gehäusefuß (14) mit einem den Druckmittelkanal (22, 26) enthaltenden zentralen Rohr (20) und einen Gehäusedeckel (36) umfaßt, der die in dem Gehäusefuß (14) ausgebildete, das Rohr (20) ringförmig umgebende Kühlkammer (34) verschließt.4. Valve arrangement according to claim 3, characterized in that (ate the Valve housing one with the Chamber wall (12) connectable housing foot (14) with a central tube (20) containing the pressure medium channel (22, 26) and comprises a housing cover (36) which is formed in the housing foot (14), the The cooling chamber (34) surrounding the tube (20) is closed in a ring shape. 5. Ventilanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäusedeckel (36) eine zentrale Bohrung (38) zum Durchtritt des Rohres (20) aufweist, das an seinem freien Ende den Eintrittsanschluß (58) für die Druckmittelleitung (60) trägt und mit einem Außengewinde (40) für eine den Gehäusedeckel (36) gegen den Gehäusefuß (14) spannende Mutter (42) versehen ist.5. Valve arrangement according to claim 4, characterized in that the Housing cover (36) has a central bore (38) through which the tube (20) can pass, the inlet connection (58) for the pressure medium line at its free end (60) carries and with an external thread (40) for the housing cover (36) against the housing foot (14) tensioning nut (42) is provided. 6. Ventilanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlmitteleinlaß (54) und der Kühjmittelauslaß (56) an dem Gehäusedeckel (36) ausgebildet sind.6. Valve arrangement according to claim 4, characterized in that the The coolant inlet (54) and the coolant outlet (56) are formed on the housing cover (36) are.
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